Post on 02-Jan-2016
description
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
RESONANSI
DISUSUN OLEH :
MASHURI (1007045009)
PROGRAM STUDI FISIKA
LABORATORIUM FISIKA DASAR
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS MULAWARMAN
SAMARINDA
2010
HALAMAN PENGESAHAN
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
RESONANSI
FAKULTAS : MIPA Universitas Mulawarman
JURUSAN : Fisika
DISUSUN OLEH
MASHURI (1007045009)
Samarinda, 10 Desember 2010
Mengetahui,
Asisten
M. Arya Misbahul F
(NIM: 0807045010)
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur terpanjat ke zat yang maha suci Allah SWT, salawat serta
salam semoga tercurah limpah atas Nabi Muhammad SAW. Atas berkat rahmat
Allah SWT saya dapat melaksanakan tugas sebagaimana mestinya, meskipun
umumnya banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, baik dalam melaksanakan
tugas intern juga pelayanan terhadap praktikum IPA pada umumnya, Atas berkat
karuniaNya pula saya dapat menyelesaikan laporan resmi Laboratorium Fisika
dasar I. Banyak terima kasih kami ucapkan pada asisten laboratorium fisika dasar
I beserta stafnya yang senantiasa bekerjasama dalam melaksanakan praktikum dan
perawatan alat-alat laboratorium Fisika dasar I yang relative mahal harganya.
Pada akhir semester I ini saya laporkan hasil percobaan resonansi dengan harapan
pihak terkait dapat mengkaji dan menerima laporan yang telah saya susun ini.
Laporan percobaan resonansi Laboratorium fisika dasar I ini memberi
gambaran umum tentang percobaan yang telah saya kerjakan. Dari latar belakang,
dasar teori, analisis data, hasil pengamatan, pembahasan hingga pada kesimpulan
dari percobaan.
Laporan ini dibuat dengan maksud agar asisten laboratorium Fisika dasar I
atau yang bertanggung jawab dapat mengetahui dengan pasti segala macam hal-
hal yang saya tuliskan data laporan ini.
Akhirnya kepada tuhan yang maha esa saya kembalikan, atas kehilapan
saya dalam menjalankan amanat hingga dibuatnya laporan percobaan resonansi
pada semester I ini.
Samarinda, 10 Desember 2010
Praktikan,
Mashuri (1007045009)
DAFTAR ISI
Lembar pengesahan ……………………………………………………(i)
Kata pengantar …………………………………………………………...(1)
Daftar isi …………………………………………………………………(2)
Abstrak …………………………………………………………………..(3)
Abstract …………………………………………………………………..(4)
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar belakang ………………………………………………………….(5)
1.2 Tujuan percobaan ………………………………………………………(5)
1.3 Manfaat percobaan …………………………………………………..(6)
BAB II Tinjauan Pustaka …………………………………………………...(7)
BAB III Metodologi Percobaan
3.1 Waktu dan Tempat ………………………………………………..(18)
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat …………………………………………………………...(18)
3.3 Prosedur Percobaan ………………………………………………..(18)
BAB IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Data Pengamatan ………………………………………………..(19)
4.2 Analisis Data ………....………………………………………………(20)
4.3 Pembahasan ………………………………………………………..(27)
BAB V Penutup
5.1 Kesimpulan ………………………………………………………...(29)
5.2 Saran ………………………………………………………………….(30)
Daftar Pustaka ……….…………………………………………………(31)
ABSTRAK
Mashuri, Resonansi dibimbing oleh M. Arya Misbahul F
Percobaan yang dilakukan ini bertujuan untuk menjelaskan fenomena
resonansi bunyi didalam suatu tabung dan juga untuk menentukan cepat rambat
bunyi di udara. Dimana laporan ini berisikan tentang latar belakang percobaan
yang disertai dengan dasar teori tentang resonansi. Dan juga dalam laporan ini
ditampilkan hasil analisis data yang diperoleh dari percobaan yang telah di
lakukan, dimulai dari tabel data, perhitungan tanpa KTP (ketidakpastian),
perhitungan dengan KTP, perhitungan mutlak dan perhitungan relatif sehingga
didapatkan persentase hasil dari percoobaan. Dan juga terdapat pembahasan
setelah dilakukan percobaan.
Adapun metodologi yang dilakukan seperti mengetahui alat dan bahan
yang digunakan, menyetel atau menghidupkan alat hingga pada pelaksanaan
percobaan, dan hal itu dapat dilihat pada laporan yang telah dibuat ini. Dan dalam
percobaan yang telah dilakukan ini bardasarkan data pengamatan dan perhitungan
didapatkan tingkat kegagalan yang berkisar 1% hingga 7%.
Selain hal-hal yang telah disebutkan diatas dalam laporan ini juga
disebutkan factor-faktor kesalahan dalam melakukan percobaan yang
menggunakan frekuensi 1300, 1500, dan 1700 Hz. Sehingga akhir dari laporan ini
adalah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan.
Kata kunci : tranversal, longitudinal, amplitudo, frekuensi
ABSTRACT
Mashuri, Resonance guided by M. Arya Misbahul F
Experiments carried out aimed to explain the phenomenon of resonant
sound in a tube and also to determine the velocity of sound in air. Where the
report contains background experiments are accompanied by basic theory of
resonance. And also in this report presented the results of analysis of data
obtained from experiments that have been done, starting from data tables,
calculations without uncertainty, with uncertainty calculation, calculation of
absolute and relative calculation to obtain the percentage yield of percoobaan.
And also there is a discussion after the experiment.
While the methodology is like knowing the tools and materials Used, set
or turn on the appliance Until the implementation of the experiment, and it cans be
seen in this report have been made. And in this experiment has been done
bardasarkan observational data and calculations obtained failure rates ranging
from 1% to 7%.
Besides the things mentioned above in this report also mentioned error
factors in conducting experiments that use the frequencies 1300, 1500, and 1700
Hz. So the end of this report is the conclusion of the experiment has been done.
Key words: tranversal, longitudinal, amplitude, frequency
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bunyi merupakan bagian dalam kehidupan kita sehari-hari. Bunyi
membantu kita untuk memahami dunia disekitar kita. Kita memanfaatkan bunyi
untuk berkomunikasi dan untuk memperingatkan adanya bahaya. Bahkan, kita
kerap menjadikan bunyi sebagai sumber hiburan. Banyak hal yang menabjukkan
tersembunyi dalam dunia bunyi dan getaran.
Bunyi merupakan sesuatu yang sangat penting bagi kehidupan manusia.
Kita berkomunikasi sebagian besar melalui bunyi, yaitu suara yang kita keluarkan
dalam bentuk kata-kata (istilah lain untuk bunyi adalah suara). Bunyi merupakan
salah satu keindahan didunia ini yang merupakan kebutuhan hidup kita sehari-
hari. Bunyi jika sebelumnya tidak dipahami berdasarkan ilmu pengetahuan maka
akan tampak seperti peristiwa yang aneh. Akan tetapi berdasarkan pengertian
ilmu pengetahuan alam, molekul-molekul bervibrasi dalam arah yang sama
dengan arah yang ditempuh gelombang tersebut.
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran
benda lain. Adanya peristiwa resonansi yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari
seperti dua dua garpu tala yang mepunyai bilangan getar atau frekuensi yang sama
bila garpu tala yang satu digetarkan atau dibunyikan maka garpu tala yang lainnya
akan ikut bergetar atau berbunyi. Hal ini mendorong kita untuk memahami dan
melakukan percobaan ini agar dapat mengetahui lebih lanjut tentang peristiwa
resonansi.
1.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan diadakannya pratikum kali ini antara lain:
1. Menjelaskan fenomena resonansi bunyi didalam suatu tabung
2. Menentukan cepat rambat bunyi di udara
3. Dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari
1.3 Manfaat percobaan
Ada beberapa manfaat dalam percobaan ini, antara lain:
1. Dapat mengetahui cepat rambat bunyi
2. Dapat menghitung panjang gelombang bunyi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bunyi dihasilkan ketika sebuah benda bergetar. Benda ini munngkin saja
bergetar di zat padat (logam misalnya), zat cair (misalnya air), atau gas (misalnya
udara). Hampir sepanjang waktu, berbagai jenis bunyi yang kita dengar merambat
di udara. Ketika benda bergetar, partikel-pertikel udara di sekitar benda itu
dipaksa bergerak. Sebagai contoh, ketika kalian menabuh drum atau
menggoyangkan lonceng. Getaran dari benda ini akan menggetarkan partikel-
partikel udara di sekitarnya. Lantas, getaran diteruskan dari satu partikel udara ke
partikel disampingnya. Terkadang, getaran itu mencapai ke telinga kita. Denyut
atau pulsa getaran yang melintasi udara dikenal sebagai “gelombang bunyi”.
Gelombang bunyi terbentuk oleh partikel-partikel udara yang terdorong
saling mendekat kemudian saling menjauh. Ketika sebuah benda bergetar ke
kanan, benda tersebut mendorong partikel udara di dekatnya agar lebih dekat, hal
ini dikenal serbagai Rapatan. Partikel-partikel udara lalu bertumbukan dengan
partikel di sebelahnya, dan demikian seterusnya. Ketika benda bergetar kembali
ke kiri, partikel-partikel udara memisah kembali hal ini disebut Renggangan.
Perulangan dari pemampatan dan peregangan itu menghasilkan gelombang bunyi.
Gerlombang bunyi dikenal sebagai gelombang longitudinal. Hal ini karena
partikel-partikel bergerak dalam satu arah, yaitu serjajar terhadap gerak
gelombang. Gelombang longitudinal juga dapat terlihat pada konstraksi otot
tenggorokan. Inilah yang menyebabkan makanan berjalan masuk dari mulut ke
lambung ketika kita menelan.
Cacing tanah yang bergerak dengan cara mengkonstraksi otot mereka pun
seperti gelombang longitudinal. Gelombang bunyi berbeda dengan gelombang
transversal.
Gelombang tranversal terjadi ketika partikel bergerak dengan arah tegak
lurus terhadap gerak gelombang. Salah satu contoh gelombang transversal
stationer adalah gerak getaran tali. Salah satu gelombang transversal berjalan
dapat dijumpai di stadion olahraga yang dikenal sebagai “gelombang orang
meksiko”. Hal ini terlihat saat semua penonton di stadion berdiri, lalu duduk
secara bargantian sedemikian juga, hingga menghasilkan gerakan serupa
gelombang. Sebagian gelombang yang dapat kita lihat merupakan kombinasi dua
jenis gelombang sekaligus, yaitu gelombang longitudinal dan transversal. Sebagai
contoh gelombang air di laut atau danau. Gesekan antara udara dan air
menyebabkan partikel-partikel permukaan menjadi bergerak dengan arah hamper
sirkuler (dengan sekaligus gerakan sejajar dan tegak lurus) membentuk
gelombang air.
Gelombang bunyi tidak dapat dilihat. Akan tetapi gerakan gelombang
bunyi dapat dibandingkan dengan jenis gelombang lain yang dapat kita lihat,
seperti gelombang laut. Ilmuan mengukur panjang dan tinggi gelombang bunyi
menggunakan sebuah alat yang disebut Osiloskop. Dengan pengukuran ini kita
akan tahu lebih jauh mengenai titinada dan kenyaringan suara. Sekarang kita tahu
bahwa kita mendengar beragam bunyi karena benda-benda bergetar dengan cara
berbeda, menghasilkan gelombang bunyi dengan panjang dan tinggi gelombang
yang berbeda pula.
Panjang gelombang bunyi menunjukkan frekuensi (atau titinada) bunyi.
Frekuensi memberi petunjuk jumlah getaran (atau gelombang) lengkap yang
melewati satu titik tiap detik. Makin banyak getaran per detik, makin tinggi
frekuensi dan makin tinggi titinada bunyi. Pada awalnya frekuensi diukur dalam
siklus per detik. Akan tetapi sejak tahun 1960-an frekuensi diukur dengan
menggunakan satuan Hertz (disingkat menjadi Hz). Nama satuan ini diambil dari
nama Heinrich Hertz, seorang ilmuan jerman yang mempelajari gelombang
electromagnet. Satu hertz adalah satu getaran per detik. Bunyi ber titinada tinggi
kerap diukur dalam satuan Kilohertz (seribu hertz) atau Megahertz (sejuta hertz).
Benda besar bergetar lambat, nada yang dihasilkan oleh lonceng besar hanya akan
bertitinada rendah karena gelombang bunyi yang dihasilkan per detik hanya
sedikit. Lonceng yang berukuran lebih kecil akan bergetar lebih cepat, akibatnya
ia menghasilkan lebih banyak gelombang bunyi per detik. Titinada yang
dihasilkannya pun lebih tinggi jika dibandingkan lonceng yang besar.
Tinggi gelombang bunyi menunjukkan amplitudo bunyi. Ini memberi
sebuah petunjuk berapa besar energi yang dimiliki gelombang. Bunyi keras
menghasilkan perbedaan yang besar antara puncak dan lembah gelombang. Bunyi
keras dapat dihasilkan dengan berteriak, meniup kencang alat musik tiup,
memetik kuat alat music dawai, ataupun memukul keras kulit drum. Memetik
dawai atau memukul kulit drum dengan perlahan hanya akan menghasikan bunyi
yang lembut atau perlahan karena amplitudo getarannya lebih sedikit dan
ketinggian gelombangnya lebih kecil.
Gelombang bunyi merupakan satu cara paling efektif untuk
memperingatkan orang akan adanya bahaya. Itu sebabnya mengapa tanda bahaya
(alarm), peluit, klakson dan sirine telah digunakan selama bertahun-tahun.
Berbagai peranti ini cenderung membuat suara tak enak dan keras. Suara seperti
itu tentu mampu menarik perhatian orang dan sanggup mengubah kita untuk
segera mengambil tindakan. Sebagai contoh lainnya adalah bel pintu, bel sepeda,
klakson mobil, peluit kabut pada kapal, sirine serangan udara, alarm api, alarm
jam, dan sirine kendaraan darurat.
Pada tahun-tahun belakangan ini, ini ini beberapa ambulans telat
dilengkapi dengan sirine multiphase yang menghasilkan sederetan bunyi berbeda.
Apabila pengemudi dijalanan sedang mendengarkan stereo mobil, sirine ini lebih
mudah dideteksi dan menginstruksikan pengemudi untuk minggir sehingga
ambulans dapat lewat.
Pada masa lampau orang telah mengerti bahwa bunyi merambat dengan
kecepatan tertentu. Mereka juga menyadari bahwa kecepatan bunyi dan laju
cahaya adalah berbeda. Hal ini menjelaskan mengapa mereka kadang melihat aksi
gerak di kejauhan sebelum mendengar suara dari aksi gerak itu. Misalnya,
benturan kampak pada pohon, kepulan asap dari letusan senapan, atau lompatan
seseorang saat menceburkan diri ke air.
Sekitar tahun 550 sebelum masehi (SM), seorang ahli matematika asal
yunani bernama Pythagoras mengamati bahwa tali yang bergetar dapat
menghasilkan bunyi. Ia juga mencoba untuk mengetahui mengapa panjang tali
dapat menghasilkan nada yang berbeda. Akan tetapi baru pada sekitar tahun 1600-
an, sebuah studi manguak cara bunyi merambat. Pada tahun 1705, seorang ilmuan
inggris, Francis Hauksbee, mendemonstrasikan bahwa bunyi memerlukkan
bahan untuk merambat. Hauksbee menunjukkan bahwa meskipun dering bel dapat
terdengar ketika ditempatkan dalam penutup kaca, deringnya menjadi tidak dapat
terdengar lagi ketika udara di pompa keluar dari penutup kaca itu (menjadikannya
ruang hampa udara). Hauksbee menjelaskan bahwa bunyi dapat di dengar pada
keadaan pertama karena getaran bel menyebabkan udara didalam kaca bergetar,
dan selanjutnya menggetarkan penutup kaca dan partikel-partikel udara diluar
penutup kaca.
Selama bertahun-tahun, orang bertanya-tanya apakah ada hubungan antara
bunyi, getaran dan realitas fisik. Akhirnya pada tahun 1700-an, seorang ilmuan
jerman, Ernst Chladni, memberikan penyajian visual gelombang bunyi melalui
eksperiment pelat bergetar. Chladni menaburkan pasir pada pelat logam. Ia
menggetarkan pelat logam itu dengan cara menggesekkan busur biola di
sepanjang tepi pelat. Gerak busur biola menyebabkan gelombang pasir bergerak
melintasi pelat dan di pantulkan kembali lagi di tepinya. Eksperimen Chladni
menunjukkan bahwa pelat yang bergetar menghasilkan pola di pasir. Polanya
berbeda-beda, bergantung pada frekuensi getaran. Eksperiment ini membuktikan
bahwa gelombang bunyi dapat mempengaruhi bahan fisik dan perubahan ini dapat
diulang.
Bukti nyata bahwa bunyi ditimbulkan oleh gelombang muncul pada tahun
1842. Ketika itu, seorang ilman Austri bernama Christian Doppler mengulas
bahwa titinada bunyi menjadi berubah ketika sumber bunyinya bergerak terhadap
pendengar. Doppler menjelaskan bahwa derau atau bunyi yang merambat sebagai
gelombang terdistorsi oleh pergerakan-menjadi terkompres ketika sumbernya
bergerak mendekat telinga dan menjadi terentang ketika sumbernya bergerak
menjauh dari telinga. Di kemudian hari, fenomena ini dikenal sebagai efek
Doppler. Penamaan ini untuk menghormati sang penemu.
Bayangkanlah kalian berjalan diruas jalan utama yang sibuk dengan arus
lalu lintas yang terus bergerak. Meskipun lalu lintas bergerak dengan laju konstan,
namun jika kalian berjalan pada arah sama dengan lalu lintas, jumlah kendaraan
(frekuensi) yang melintas makin berkurang. Sebaliknya, jika kaian berjalan
berlawanan arah dengan arah lalu lintas, frekuensi makin naik. Teori Doppler
menunjukkan bahwa hal serupa terjadi pada gelombang bunyi. Jika kita berjalan
mendekati sumber bunyi (atau sumber bunyi yang bergerak mendekati kita), kita
akan mendengar frekuensi (atau titinada) yang makin bertambah karena
gelombang bunyi digencet secara bersamaan.
Demikian pula jika kita bergerak menjauh (atau sumber bunyi yang
bergerak menjauh), kita mendengar titinada yang makin berkurang karena
gelombang bunyi menjadi saling terpisah. Efek ini paling dapat diketahui ketika
sebuah kendaraan darurat melaju kencang dengan sirene meraung-raung. Bunyi
itu makin rendah ketika ambulans atau pemadam kebakaran telah lewat dan
melaju makin jauh. Pengaruh yang sama terjadi jika kendaraan itu diam, tetapi
kita-misalnya didalam mobil-bergerak mendekatinya.
Manusia dan bianatang membuat bunyi-bunyian sebagai cara untuk
berkomunikasi. Mereka memiliki organ luar biasa yang disebut telinga.
Keberadaan telinga memungkinkan manusia dan binatang untuk mendeteksi dan
mendengar getaran gelombang bunyi. Telinga kita menerjemahkan gelombang
bunyi yang diambilnya menjadi suatu sinyal yang dapat dipahami otak.
Pendengaran adalah anugerah berharga bagi kita. Dengan adanya pendengaran
yang baik, kita terbantu dalam memahami dunia disekitar kita.
Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal
yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat
cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air,
batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai
sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi
atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan
bunyi dengan pengukuran dalam desibel. Manusia mendengar bunyi saat
gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang
telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia
kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai
variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di
bawah 20 Hz disebut infrasonik. Bunyi kereta lebih nyaring daripada bunyi
bisikan, sebab bunyi kereta menghasilkan getaran lebih besar di udara.
Kenyaringan bunyi juga bergantung pada jarak kita ke sumber bunyi.
Kenyaringan diukur dalam satuan desibel (dB). Bunyi pesawat jet yang lepas
landas mencapai sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB.
Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara
murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi
yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan
pengukuran dalam desibel. Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi,
yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia.
Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing
pegunungan, dan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan.
Kejernihan ucapan dan musik dalam ruangan atau gedung konser tergantung pada
cara bunyi bergaung di dalamnya.
Gelombang adalah suatu gejala terjadinya penjalaran suatu gangguan
melewati suatu medium dimana setelah gangguan ini lewat keadaan medium akan
kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan ini datang.
1. Macam-macam gelombang
Secara umum gelombang dapat dikelasifikasikan menjadi dua kategori,
yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
1.1 Gelombang mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan suatu medium
untuk menjalar, persamaan gelombang mekanik dapat diturunkan dari persamaan
gerak Newton. Contoh gelombang mekanik antara lain adalah gelombang pada
system massa-pegas, gelombang pada tali dan gelombang akustik (bunyi). Pada
gelombang tali besaran ψ merupakan perubahan posisi (perpindahan atau
simpangan), sedangkan pada gelombang akustik berupa perubahan tekanan
(tekanan akustik). gelombang akustik di udara merupakan gelombang longitudinal
dimana arah ψ selalu sejajar dengan arah perambatan gelombang, sedangkan
gelombang tali merupakan gelombang transversal karena arah ψ selalu tegak lurus
pada arah perambatan.
1.2 Gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik ialah gelombang tidak memerlukan medium
untuk menjalar, persamaan gerak gelombang elektromagnetik dapat diturunkan
dari persamaan Maxwell. Contoh gelombang elektromagnetik diantaranya adalah
gelombang radio, gelombang cahaya dan sinar-x. Pada gelombang
elektromagnetik, ψ adalah medan listrik dan medan magnetic. Gelombang
elektromagnetik disebut gelombang transversal karena arah ψ selalu tegak lurus
pada arah perambatan gelombang.
2. Bunyi dan Pendengaran
Bunyi terdengar karena adanya gangguan yang menjalar ke telinga
pendengar. Karena gangguan ini selaput gendang di telinga bergetar dan getaran
ini diubah menjadi denyut listrik yang dilaporkan ke otak melalui urat syaraf
pendengaran. Bunyi dijalarkan sebagai gelombang mekanik longitudinal yang
dapat menjalar dalam medium padat, cair ataupun gas. Medium gelombang bunyi
ini adalah molekul yang membentuk bahan medium mekanik ini.Karena adanya
gangguan gelombang bunyi yang bersifat longitudinal, molekul melakukan
getaran dengan arah yang sejajar dengan arah penjalaran bunyi. Jelas bahwa bunyi
tidak akan terdengar secara langsung jika kita berada di bulan, karena tidak ada
molekul yang dapat bertindak sebagai medium gelombang. Untuk dapat
berkomunikasi, kita harus menggunakan gelombang lain yaitu gelombang
elektromagnetik yang dapat menjalar dalam ruang vakum. Bunyi yang dapat
didengar sebenarnya adalah gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi
dalam daerah pendengaran manusia yaitu berkisar antara 20 cps sampai kira-kira
20.000 cps. Gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi di bawah daerah
pendengaran disebut gelombang infrasonic. Gelombang semacam ini biasa
dihasilkan oleh sumber yang besar biasanya gempa bumi. Untuk frekuensi di atas
daerah pendengaran, gelombang mekanik longitudinal ini disebut gelombang
ultrasonic.
Gelombang ultrasonic ini dapat dihasilkan oleh getaran mekanik pada
kwarsa yang diberi tegangan listrik bolak-balik dengan frekuensi ultrasonic.
Dengan cara seperti ini orang dapat menghasilkan gelombang mekanik dengan
frekuensi setinggi 6 x 108 cps, dengan panjang gelombang kira-kira sebesar 5 x
10-5 cm, sama besarnya dengan panjang gelombang cahaya. Gelombang
ultrasonic ini sering dipergunakan untuk pemeriksaan kualitas produksi di dalam
industri. Sumber gelombang bunyi atau gelombang sonic ialah benda yang
bergetar pada frekwensi pendengaran. Gelombang bunyi dapat dihasilkan.
Gelombang bunyi dapat dihasilkan getaran tali atau semacamnya (misalnya, gitar,
biola, tali suara manusia, dan sebagainya), oleh kolom udara yang bergetar
(misalnya, organ, seruling atau alat pelat atau membran yang bergetar (misalnya,
gong, gendang, pengeras suara), oleh kolom udara yang bergetar, benda ini
berganti-ganti merapatkan udara disekitarnya pada waktu molekul udara bergerak
ke arah depan, dan meregangkan udara pada arah gerak ke arah belakang.
Tumbukan antara molekul udara merupakan intraksi yang menjalarkan gangguan
ini keluar dari sumber. Setelah masuk ke telinga, gelombang ini terdengar sebagai
bunyi.
Resonansi merupakan suatu fenomena dimana sebuah sistem yang
bergetar dengan amplitudo yang maksimum akibat adanya impuls gaya yang
berubah – ubah yang bekerja pada impuls tersebut. Kondisi seperti ini dapat
terjadi bila frekuensi gaya yang bekerja tersebut berimpit atau sama dengan
frekuensi getar yang tidak diredamkan dari sistem tersebut. Banyak contoh dari
peristiwa resonansi yang dihadapi dalam kehidupan sehari – hari, antara lain : bila
berdekatan dengan sebuah gelas dan dibangkitkan suatu nada ( frekuensi ) yang
besarnya sama dengan frekuensi alam gelas itu sendiri maka gelas itu akan
bergetar ( berbunyi) sekeras – kerasnya. Bila nada (frekuensi ) tadi dibunyikan
cukup keras dan secara terus – menerus maka getar gelas akan semakin diperkeras
sehingga gelas dapat pecah. Dengan suara, orang dapat menghancurkan suatu
benda. Juga peristiwa keruntuhan pesawat terbang yang kecepatannya mendekati
kecepatan menjalar bumi berdasar atas peristiwa resonansi.
Getar pesawat yang disebabkan oleh gerak mesin – mesinnya yang
diteruskan pada udara sebagai bunyi, tidak dapat dengan cepat ditinggalkan ( atau
meninggalkan ) pesawat terbang karena kecepatan pesawat terbang tidak berbeda
banyak dengan keepatan menjalar bumi. Akibatnya ialah getar badan pesawat
terbang diperkeras dengan cepat sekali sehingga pesawat terbang runtuh karena
hal tersebut. Dengan kecepatan agak di atas kecepatan menjalar bumi, pesawat
terbang dapat terbang dengan selamat ( Supersonic Flight ). Contoh peristiwa
resonansi lainnya ialah bila suatu garpu tala ( sumber getar ) digetarkan di dekat
suatu kolom udara yang salah satu ujungnya tertutup sedangkan ujung yang lain
terbuka akan terjadi resonansi bila :
L = ( 2m + 1 ) / 4f
Dimana l = V / f , maka : L = ( 2m + 1 ) / 4f
Dimana :
L = panjang kolom udara
m = bilangan resonansi ( 0,1,2,3,……….)
f = frekuensi garpu tala
l = panjang gelombang
V = kecepatan suara di udara.
Konsep resonansi yang terjadi antara garpu tala ( sumber getar ) dengan
kolom udara dapat dijadikan dasar untuk menentukan nilai kecepatan suara di
udara secara cepat dan mudah dibandingkan dengan cara yang lainnya.
Memperlihatkan sebuah alat sederhana yang dapat digunakan untuk mengukur
laju bunyi di udara dengan metode resonansi Sebuah garpu tala yang bergetar
dengan frekuensinya f dipegang di dekat ujung terbuka dari sebuah tabung.
Tabung itu sebagian diisi dengan air. Panjang kolom udara dapat diubah-ubah
dengan mengubah tinggi permukaan air. Didapatkan bahwa intensitas bunyi
adalah maksimum bila tinggi permukaan air lambat laun direndahkan dari puncak
tabung sejarak a. Setelah itu, intensitas mencapai lagi pada jarak – jarak d, 2d, 3d
dan seterusnya.
Intensitas bunyi mencapai maksimum bila kolom udara beresonansi
dengan garpu tala tersebut. Kolom udara beraksi seperti sebuah tabung yang
tertutup di alah satu ujung. Pada gelombang tegak terdiri dari sebuah titik simpul
di permukaan air dan sebuah titik perut di dekat ujung terbuka. Karena frekuensi
dari sumber adalah tetap dan laju bunyi di dalam kolom udara mempunyai sebuah
nilai yang pasti, maka resonansi terjadi pada sebuah panjang gelombang spesifik,
l = V / f
Jarak d diantara kedudukan – kedudukan resonansi yang berturutan adalah
jarak diantara titik – titik simpul yang berdekatan.
d = l / 2 atau l = 2d
Dengan menggabungkan persamaan – persamaan maka kita akan
mendapatkan ,
2d = V / f atau V = 2df
Salah satu contoh peristiwa resonansi ialah bila suatu garpu tala (sumber getar)
digetarkan dekat suatu kolom udara yang salah satu ujungnya tertutup sedangkan
ujung yang lainnya terbuka.
Hubungan antara panjang tabung L, dimana terjadi resonansi dengan
panjang gelombang diberikan oleh:
L = (2n + 1) ; n = 0, 1, 2, … ………..(1)
dari persamaan (1) dapat dipahami bahwa resonansi pertama terjadi pada titik
dengan panjang kolom L1 = dan resonansi berikutnya pada L2, L3, …, tetapi
ukuran tabung sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang bunyi,
sehingga perut gelombang tidak terjadi tepat dimulut lubang, melainkan sedikit
diluar tabung, sehingga perlu dikoreksi dengan persamaan :
K = 0,6R ……(2)
Dengan R jari-jari tabung. Dengan demikian persamaan (1) menjadi :
L = (2n + 1) ⁄ ………..(3)
Gunakan hubungan = V/F (dengan V cepat rambat bunyi di udara dan F
frekuensi bunyi yang merambat) maka persamaan (3) dapat ditulis :
L = (2n + 1) ⁄ ………..(4)
Keterangan:
L = panjang tabung atau panjang kolom udara
n = bilangan resonansi (0, 1, 2, 3, …..)
f = frekuensi bunyi (Hz)
= panjang gelombang (m)
V = kecepatan suara diudara (m/s)
Intensitas bunyi mencapai maksimum bila kolom udara beresonansi dengan garpu
tala tersebut, kolom udara beraksi seperti sebuah tabung yang tertutup di salah
satu ujung dan titik perut di ujung yang terbuka.
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Waktu dan Tempat
Percobaan resonansi bunyi ini dilakukan pada tanggal 22 Oktober 2010,
pada hari Jum’at pukul 14:00 – 16:00, dan bertempat di laboratorium Fisika Dasar
gedung C lantai 3 FMIPA Universitas Mulawarman.
3.2 Alat
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ihni, yaitu:
1. 2 buah kabel penghubung
2. Jangka sorong
3. Speaker
4. 3 buah statip
5. Signal generator
6. Pipa resonansi
3.3 Prosedur percobaan
1. Diukur diameter dalam tabung (pipa resonansi)
2. Diletakkan speaker tepat ditengah ujung pipa resonansi
3. Diatur frekuensi yang digunakan, dengan signal generator yaitu, 1300, 1500
dan 1700 Hz
4. Dinyalakn speakernya
5. Didengarkan, pada jarak berapa meter bunyi dari speaker berubah. Dicatat
harga ini sebagai L
6. Diulangi langkah pada poin 4 dan 5 beberapa kali untuk memastikan letak
resonansi tersebut
7. Diulang langkah 3-5 untuk menentukan titik resonansi berikutnya sejauh
panjang pipa resonansi memungkinkan
8. Ditulis data percobaan dalam bentuk tabel.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan
NO. F(Hz) n L(m)
1 1300 Hz 1
2
3
4
5
5x10-2
11x10-2
14x10-2
21x10-2
28x10-2
2 1500 Hz 1
2
3
4
5
4x10-2
9x10-2
14x10-2
20x10-2
24x10-2
3 1700 Hz 1
2
3
4
5
3x10-2
8x10-2
12x10-2
16x10-2
19x10-2
D1 = 44 + (3 x 0,05) = 44 + 0,15 = 44,15
D2 = 45 + (7 x 0,05) = 45 + 0,35 = 45,35
D3 = 45 + (3 x 0,05) = 45 + 0,15 = 45,15
R1 = ⁄ =
⁄ = 22,07
R2 = ⁄ =
⁄ = 22,67
R3 = ⁄ =
⁄ = 22,57
Rrata-rata =
=
=
= 22,44mm 0,02m
K = 0,6R = 0,6 x 0,02 = 0,012m
4.2 Analisis Data
* Perhitungan tanpa KTP
F1 = 1300 Hz
V1 =
=
= 107,47 ⁄
V2 =
=
= 126,88 ⁄
V3 =
=
= 112,91 ⁄
V4 =
=
= 128,27 ⁄
V5 =
=
= 138,04 ⁄
F2 = 1500 Hz
V1 =
=
= 104 ⁄
V2 =
=
= 122,4 ⁄
V3 =
=
= 130,29 ⁄
V4 =
=
= 141,33 ⁄
V5 =
=
= 137,46 ⁄
F3 = 1700 Hz
V1 =
=
= 95,2 ⁄
V2 =
=
= 125,12 ⁄
V3 =
=
= 128,23 ⁄
V4 =
=
= 129,96 ⁄
V5 =
=
= 124,87 ⁄
* Perhitungan dengan KTP
V = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
Dimana F = 1/3 nst (nilai standar terkecil) signal generator
= 1/3 x 1Hz
= 1/3 Hz atau 0.33 Hz
V = 1/3 nst Mistar
= 1/3 x 0,003m
F1 = 1300 Hz
V1 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {27,04}1/2
= 5,2 ⁄
V2 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {9,74}1/2
= 3,12 ⁄
V3 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {4,97}1/2
= 2,23 ⁄
V4 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {3,01}1/2
= 1,74 ⁄
V5 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {2,01}1/2
= 1,42 ⁄
F2 = 1500 Hz
V1 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {36}1/2
= 6 ⁄
V2 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {12,96}1/2
= 3,6 ⁄
V3 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {6,61}1/2
= 2,57 ⁄
V4 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {4}1/2
= 2 ⁄
V5 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {2,68}1/2
= 1,64 ⁄
F3 = 1700 Hz
V1 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {46,24}1/2
= 6,8 ⁄
V2 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {16,65}1/2
= 4,08 ⁄
V3 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {8,49}1/2
= 2,91 ⁄
V4 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {5,14}1/2
= 2,28 ⁄
V5 = { (
2
( )2 + (
2
( 2 }1/2
= {3,44}1/2
= 1,86 ⁄
* KTP mutlak
F1 = 1300 Hz
(V1 + V1) = (107,47 5,2) ⁄
(V2 + V2) = (126,88 3,12) ⁄
(V3 + V3) = (112,91 2,23) ⁄
(V4 + V4) = (128,27 1,74) ⁄
(V5 + V5) = (138,04 1,42) ⁄
F2 = 1500 Hz
(V1 + V1) = (104 6) ⁄
(V2 + V2) = (122,4 3,6) ⁄
(V3 + V3) = (130,29 2,57) ⁄
(V4 + V4) = (141,33 2) ⁄
(V5 + V5) = (137,46 1,64) ⁄
F3 = 1700 Hz
(V1 + V1) = (95,2 6,8) ⁄
(V2 + V2) = (125,12 4,08) ⁄
(V3 + V3) = (128,23 2,91) ⁄
(V4 + V4) = (129,96 2,28) ⁄
(V5 + V5) = (124,87 1,86) ⁄
* KTP Relatif
F1 = 1300 Hz
x 100 % =
x 100 % = 4,84 %
x 100 % =
x 100 % = 2,46 %
x 100 % =
x 100 % = 1,98 %
x 100 % =
x 100 % = 1,36 %
x 100 % =
x 100 % = 1,03 %
F2 = 1500 Hz
x 100 % =
x 100 % = 5,77 %
x 100 % =
x 100 % = 2,94 %
x 100 % =
x 100 % = 1,97 %
x 100 % =
x 100 % = 1,42 %
x 100 % =
x 100 % = 1,19 %
F3 = 1700 Hz
x 100 % =
x 100 % = 7,14 %
x 100 % =
x 100 % = 3,26 %
x 100 % =
x 100 % = 2,27 %
x 100 % =
x 100 % = 1,75 %
x 100 % =
x 100 % = 1,49
4.2 Pembahasan
Dalam suatu pipa tertutup salah satu ujungnya, resonansi maksimum yang
akan memperkuat suara. Apabila terjadi gelombang diujung pipa yang terbuka
adalah perut gelombang dan ujung yang tertutup berupa simpul gelombang. Pada
setiap titik di dalam pipa terdapat gelombang sefasa yang efeknya adalah saling
memperkuat,
Untuk menghitung panjang geombang kita dapat menghitungnya denngan rumus:
⁄
dimana adalah panjang gelombang, V adalah cepat rambat bunyi, dan F
adalah frekuensi. Dan untuk menghitung panjang tabung yang disimbolkan
dengan huruf L, dengan menggunakan hubungan
⁄
Maka kita dapat menghitungnya dengan rumus:
L = (2n + 1) ⁄
Ketika dilakukan pengambilan data diharapkan akan mendapatkan hasil
yang lebih akurat. Hal tersebut bias terjadi apabila sewaktu pengambilan data ada
kerjasama yang baik. Akan tetapi pada kenyataannya, hasil data kurang akurat
dengan dibuktikan pada perhitungan ketidakpastian relative, yaitu pada frekuensi
1700 Hz. Data pertama sebesar 7,14% sedangkan data yang lainnya lebih kecil
dari 5%. Tetapi sisi ke-akuratannya cukup akurat bahkan dapat dikatakan
mendekati 0%, dengan kata lain ketelitian diantara 1% sampai dengan 7%.
Kecepatan bunyi dalam percobaan ini jauh berbeda dangan kecepatan
bunyi pada suhu ruang, hal ini dikarenakan suhu ruangan lebih dingin dan lebih
kurang teliti dalam pengamatan. Kesalahan yang mungkin terjadi adalah
pengambilan ukuran pada tabung, karena praktikan kurang teliti, selain itu
mungkin juga karena penarikan tabung resonansi yang terlalu cepat atau kurang
lamban, kesalahan dalam menghitung nilai pada audio generator. Aplikasi dalam
kehidupan sehari-hari misalnya yaitu diantaranya bunyi sirine pada ambulance,
maupun pada klakson mobil yang apabila ditekan lama akan mengalami
penguatan atau perubahan bunyi.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan ini adalah :
1. Resonansi merupakan suatu fenomena dimana sebuah sistem yang bergetar
dengan amplitudo yang maksimum akibat adanya impuls gaya yang berubah –
ubah yang bekerja pada impuls tersebut. Kondisi seperti ini dapat terjadi bila
frekuensi gaya yang bekerja tersebut berimpit atau sama dengan frekuensi getar
yang tidak diredamkan dari sistem tersebut.
2. Cepat rambat bunyi dapat ditentukan dengan cara mengalikann panjang
gelombang dengan frekuensi, atau dapat ditulis dengan persamaan :
V = x f
Dimana, V = cepat rambat bunyi ( ⁄ )
= panjang gelombang (m)
F = frekuensi (Hz)
3. Banyak contoh dari peristiwa resonansi yang dihadapi dalam kehidupan sehari –
hari, antara lain : bila berdekatan dengan sebuah gelas dan dibangkitkan suatu
nada ( frekuensi ) yang besarnya sama dengan frekuensi alam gelas itu sendiri
maka gelas itu akan bergetar ( berbunyi) sekeras – kerasnya. Bila nada (frekuensi)
tadi dibunyikan cukup keras dan secara terus – menerus maka getar gelas akan
semakin diperkeras sehingga gelas dapat pecah. Dengan suara, orang dapat
menghancurkan suatu benda. Juga peristiwa keruntuhan pesawat terbang yang
kecepatannya mendekati kecepatan menjalar bumi berdasar atas peristiwa
resonansi.
5.2 Saran
1. Praktikan sebelum melakukan percobaan diharapkan terlebih dulu paham atau
mengerti materi percobaan
2. Mengenal alat-alat yang digunakan untuk percobaan
3. Tahu cara menggunakannya
DAFTAR PUSTAKA
Bueche, Frederick J. 1989. Fisika edisi kedelapan. Institut Teknologi Bandung;
Erlangga.
Gerrits, Dr.G.C dan Soerjohoedojo, Ir. Soemani.S. 1953. Buku Peladjaran Ilmu
Alam jilid 2. Jakarta; J.B.Wolter.
Halliday dan Resnick. 1978. Fisika Edisi ketiga. Jakarta; Erlangga.
Sears, Zemansky. 1982. Fisika untuk Universitas I Edisi keempat. Bandung;
Binacipta.
Tipler, Paul A. 1998. Fisika jilid 1. Jakarta; Erlangga.
Young, freedman. 2002. Fisika Universitas 1. Jakarta; Erlangga.